品闸管可控电抗器补偿无功功率的电子电力系统

引言

如何降低网损，提高电力乐统的输电效率，保证电力系统的经济运行是电力系统面临的实际问题，也是电力系统研究的主要方向之一。目前，由于各种新型的电力电于整流装置的投入使用使电网无功功率大量增加，最终导致功率因数的下降，网损增加。因此，进行无功功宰补偿.提高输电效率.势在必行。

1、控制系统总体框图

基于McR的无功电压综合补偿控制装置采集两路电压、电流信号，根据两表法计算系统的有功功率及无功功率，快速跟踪电压及无功功率的变化，动态地调节各相投入的补偿电抗，调节无功及电压。即：根据检测量的自动调整MCR的各相电抗的大小和相应的晶闸管出发延迟觉，自动调节投入各相的补偿电抗。控制装置主要需要以下八部分电路：

(1)数据采集电路 捡测负载的电压和电流。

(2)同步信号检测电路 获取三相同步信号。

(3)控制电路根据相应的策略，对检测信号进行计算.给出控制信号。

(4)品闸管控制电路 根据控制电路输出的控制信号产生相应的晶闸管触发脉冲。

(5)键盘、显示电路 通过键盘控制显示当前电抗器投入角度、电流值、有功功率、无功功率等。故障时显示出错信息。

(6)开关量输入电路 将表征有载变压器分接头位置的数字量输入至单片机。

(7)开兰量输出电路 将由控制策略所得的控制量以开关量的形式输出到外部控制电路中去，以控制变压器分接头的升降，达到无功电压综合补偿的目的。

(8}通信电路 根据实际需要.采集各个装置的运行参数，实现电力系统的集中控制。

整个控制系缝框图如同1所示。

图1 控制装置框图

2硬件电路设计

2.1控制电路

控制电播的核心是单片帆，系绕的采集、控制通信等任务都是通过单片机来管理和协调的，单片机的选择非常重要，选用Intel公司的80C196KC单片机。

2 .2数据采集电路

数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送人计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理.得出所需的数据。

2 .3同步信号检测

同步信号是整个电路的时幕，所有的计算都依赖该信号来对时.一旦同步出错整个运行就会出错。

2 .4晶闸管控制电路

本系统用80C196KC单片机的高速输出口HSO来产生触发晶闸管的驱动信号。

2.5键盘和显示电路

为实现人机对话，提供一个控制操作平台，通过操作台显示现场参数，在本控制器中包含显示键盘电路。

2. 6开关量输入/输出电路

CPU在测得变电站二次侧电压和无功后，参照变电站当前运行情况，综合考虑变电站当前的运行方式、运行参数、分接头位置和各组电抗器投切状态及负载情况等诸多因素，采用一定控制策略进行判决。然后将获得的最优控制以数字量的形式向外部控制电路输出去控制变压器分接头的升、降，达到控制变电站无功和电压的目的。

2 .7通信电路

为便于控制器与PC机通信，选用MAX232E作为通讯接口芯片，可减少元件数量，提高集成度。

3.基于MCR的无功电压综合补偿实验验证

下面是基于MCR的无功电压综合补偿的实验电路，如图2所示。

图2 MCR的无功电压综合补偿的实验电路

从图2可知，电源通过电感可控电抗器和电容提供无功。电容通过调压器接入可控电抗器两端。通过调节调压器变化来改变电容负载的无功功率消耗，然后观测电抗器投入运行状况以及两端电压的变化来检验其补偿无功功率及调节电压的能力。实验结果见表1几组数据。

表1 实验数据

结果表明，投入可控电抗器控制装置后基本上能够很好的保持可控电抗器两端电压的稳定。特别需要说明的是，在最后一组实验中，电容负荷太大，消耗无功功率超出了可控电抗器工作范围，此时电压仅能回落到225.1V，对应的晶闸管触发角为设定的极限2都。但是，在这种恶劣的工作条件下，可控电抗器还是起到了补偿无功功率和改善电压的作用。几组实验证明了可控电抗器在实际中，具有无功功率补偿和维持电压稳定的作用。

4、小结

本文对晶闸管可控电抗器补偿无功功率的电子电力系统的硬件部分进行了设计，并惊醒了检点的实验验证，从而进一步证明了晶闸管可控电抗器补偿无功功率的可行性，对实际工作有着实际的意义。